CN104160174A - 摩擦传动带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及摩擦传动带，其为具有摩擦传动部的摩擦传动带，所述摩擦传动部由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成。

Description

摩擦传动带及其制造方法
技术领域
本发明涉及能够兼顾遇水(濡湿)时的动力传递性和抗噪声产生性的摩擦传动带及其制造方法。
背景技术
摩擦传动带广泛用于汽车的空气压缩机、交流发电机等辅助驱动的动力传动。近年来，对汽车的安静化(静音性)的要求提高，尤其是在驱动装置中将发动机声以外的声响作为异响(或噪音)，因此需求摩擦传动带产生噪声的解决办法。作为摩擦传动带的异响之一，有：由于在雨天运行时等水浸入发动机室内，在带与皮带轮之间附着水而使带发生滑动而产生的滑动噪声。对防止这种遇水(濡湿)时的滑动噪声的方法进行了研究。
例如，在日本专利第4763626号公报(专利文献1)中公开了一种摩擦传动带，其中，至少摩擦传动面由以预定比例对乙烯-α-烯烃弹性体配合表面活性剂而得到的橡胶组合物构成。另外，在日本特开2011-252510号公报(专利文献2)中公开了一种摩擦传动带，其中，压缩橡胶层由以预定比例对乙烯-α-烯烃弹性体配合氮吸附比表面积(BET)在100～300m2/g范围内的二氧化硅、选自聚酰胺短纤维和对位芳酰胺短纤维中的任意一种和棉短纤维而得到的橡胶组合物构成。然而，这些摩擦传动带尚未能够有效抑制遇水时的滑动噪声，而且动力传递性也不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4763626号公报
专利文献2：日本特开2011-252510号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明的目的在于提供能够兼顾遇水(濡湿)时的动力传递性和抗噪声产生性(静音性)的摩擦传动带及其制造方法。
本发明的另一目的在于提供干燥时的动力传递性也高的摩擦传动带及其制造方法。
本发明的再一目的在于提供耐磨损性也优良的摩擦传动带及其制造方法。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，若利用将乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂组合而得到的橡胶组合物形成摩擦传动带的摩擦传动部，则可能是由于能够降低干燥时与遇水时的摩擦系数之差而能够兼顾遇水时的动力传递性和抗噪声产生性，从而完成了本发明。
即，本发明的摩擦传动带具有摩擦传动部，上述摩擦传动部由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成。
上述矿物类填充剂可以是选自由金属碳酸盐(例如碳酸钙等)、金属硅酸盐(例如硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、滑石、粘土等)和金属氧化物(例如二氧化硅等)组成的组中的至少一种。矿物类填充剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为约5质量份～约50质量份。矿物类填充剂的一次平均粒径可以为约0.5μm～约20μm。矿物类填充剂的pH根据JIS K 5101(2004)可以为7以上。需要说明的是，本说明书中，矿物类填充剂的pH是指矿物类填充剂的水悬浊液(例如矿物类填充剂的质量百分率为10％的水悬浊液)的pH。
上述表面活性剂可以为非离子表面活性剂(例如醚型非离子表面活性剂)。表面活性剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为约2质量份～约15质量份。
上述橡胶组合物还可以进一步含有选自由链烷烃类增塑剂、炭黑及短纤维组成的组中的至少一种。
本发明还包括通过对由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成的未硫化橡胶片进行硫化而制造上述摩擦传动带的方法。
发明效果
本发明中，将乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂组合而形成摩擦传动部，因此能够兼顾遇水时的动力传递性和抗噪声产生性，而且能够持续兼顾这两种特性。另外，本发明中，在干燥时也能够发挥高的动力传递性能。此外，本发明中，耐磨损性优良，能够提高带的耐久性。
附图说明
图1是表示本发明的摩擦传动带的一例的概略截面图。
图2是表示本发明的摩擦传动带的另一例的概略截面图。
图3是用于说明水对摩擦传动部的接触角的示意图。
图4是表示实施例的摩擦系数的测定中使用的试验机的概略图。
图5是表示实施例的传递性能的测定中使用的试验机的概略图。
图6是表示实施例的噪声产生性评价中使用的试验机的概略图。
具体实施方式
本发明的摩擦传动带具有能够与皮带轮卡合或接触的摩擦传动部(或摩擦传动面)，摩擦传动部由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂(或非碳类填充剂)和表面活性剂的橡胶组合物形成。
乙烯-α-烯烃弹性体(乙烯-α-烯烃类橡胶)的耐热性、耐久性、经济性优良，并且不含卤素，因此对环境也友好。作为乙烯-α-烯烃弹性体，没有特别限制，可以举出例如乙烯-α-烯烃橡胶、乙烯-α-烯烃-二烯橡胶等。
作为α-烯烃，可以举出例如丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、己烯、辛烯等链状α-C3-12烯烃等。α-烯烃可以单独使用或两种以上组合使用。这些α-烯烃中，优选丙烯等α-C3-4烯烃(尤其是丙烯)。
对于乙烯与α-烯烃的比例(质量比)而言，可以为前者/后者＝约40/60～约90/10，优选为约45/55～约85/15(例如50/50～82/18)，进一步优选为约55/45～约80/20(例如55/45～75/25)。
本发明中，在乙烯-α-烯烃弹性体含有二烯类单体的情况下，作为二烯类单体，可以例示非共轭二烯类单体例如双环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1,4-己二烯、环辛二烯等C5-15非共轭二烯类单体等。这些二烯类单体可以单独使用或两种以上组合使用。
二烯类单体的比例可以从乙烯-α-烯烃弹性体中的约4质量％～约15质量％的范围中选择，可以为例如约4.2质量％～约13质量％(例如4.3～12质量％)，优选为约4.4质量％～约11.5质量％(例如4.5～11质量％)。
作为代表性的乙烯-α-烯烃弹性体，可以例示例如乙烯-α-烯烃橡胶[例如乙烯-丙烯橡胶(EPR)]、乙烯-α-烯烃-二烯橡胶[例如乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM等)]等。
这些乙烯-α-烯烃弹性体可以单独使用或两种以上组合使用。这些乙烯-α-烯烃弹性体中，优选EPDM等乙烯-α-烯烃-二烯橡胶。另外，乙烯-α-烯烃-二烯橡胶的碘值可以为例如约3～约40，优选为约5～约30，进一步优选为约10～约20。若碘值过小，则橡胶组合物的硫化不充分，容易产生磨损或粘附，若碘值过大，则橡胶组合物的焦烧变短，变得难以操作，并且耐热性具有降低的倾向。另外，碘值可以使用例如红外分光光度计进行测定。
本发明的摩擦传动带中，矿物类填充剂(或非碳类粉粒状填充剂)可能是由于能够抑制遇水时的摩擦系数的降低并且适度降低干燥时的摩擦系数而降低干燥时与遇水时的摩擦系数之差，因此有助于提高遇水时的动力传递性并抑制滑动噪声。
作为矿物类填充剂，可以例示例如金属碳酸盐(例如碳酸钙等碱土金属碳酸盐等)、金属硅酸盐(例如硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅酸铝镁、滑石、粘土、云母、硅藻土、高岭土、膨润土、蒙脱土、硅灰石等)、作为填充剂的金属氧化物(例如二氧化硅(干式二氧化硅、湿式二氧化硅)、氧化铝等)等。这些矿物类填充剂可以单独使用或两种以上组合使用。这些矿物类填充剂中，优选碳酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、滑石、粘土和二氧化硅(例如碳酸钙、滑石、粘土等)，特别优选碳酸钙和粘土。
矿物类填充剂的pH根据JIS K 5101(2004)可以为约7以上(例如约7～约10)，优选为约7.5～约9.8，进一步优选为约8～约9.5。表面活性剂显示酸性时，有时会阻碍橡胶组合物的交联反应，但如果矿物类填充剂的pH在上述范围内，则矿物类填充剂能够在橡胶组合物中稳定存在，并且能够使橡胶组合物的交联反应高效进行，能够提高交联密度，从而能够进一步改善遇水时的动力传递性和抗噪声产生性。
矿物类填充剂的平均粒径(一次平均粒径)可以为例如约0.5μm～约20μm，优选为约0.7μm～约15μm，进一步优选为约1μm～约10μm(例如1～5μm)。另外，平均粒径可以通过惯用方法(例如空气透射法、激光衍射法等)进行测定。
矿物类填充剂的比表面积可以为例如约0.1m2/g～约100m2/g，优选为约0.5m2/g～约50m2/g，、进一步优选为约1m2/g～约10m2/g。另外，比表面积可以通过惯用方法例如空气透射法、氮气吸附法等进行测定。
矿物类填充剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如约1质量份～约60质量份，优选约为2质量份～约55质量份，进一步优选为约5质量份～约50质量份(例如7～45质量份、优选为10～40质量份)。可能是由于不论矿物类填充剂的量是过少还是过多均会增大干燥状态与湿润状态的摩擦系数之差，因此容易产生滑动噪声，湿润时的传递性能也有降低的倾向。
对于本发明的摩擦传动带而言，表面活性剂可能是由于能够抑制在遇水时的摩擦传动部形成摩擦系数的梯度而增大遇水时的摩擦系数，能够使摩擦传动部与皮带轮之间形成的水膜薄膜化而提高摩擦传动部与皮带轮的摩擦力，因此推测与矿物类填充剂一起对兼顾遇水时的动力传递性和抗噪声产生性作出贡献。作为表面活性剂，可以是阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂等，但从能够使摩擦传动部表面维持亲水性而使水膜薄膜化、能够增大遇水时的摩擦系数的观点考虑，优选非离子表面活性剂。
作为非离子表面活性剂，可以例示例如醚型、酯型、酯醚型、含氮型等。作为醚型非离子表面活性剂，可以例示例如(聚)烷烃多元醇烷基醚(例如聚C2-3亚烷基二醇单2-乙基己基醚、聚C2-3亚烷基二醇单壬基醚、聚C2-3亚烷基二醇单癸基醚、聚C2-3亚烷基二醇单月桂基醚、聚C2-3亚烷基二醇单十三烷基醚、聚C2-3亚烷基二醇单鲸蜡基醚、聚C2-3亚烷基二醇单硬脂基醚、聚C2-3亚烷基二醇单油基醚等聚C2-3亚烷基二醇C8-24烷基醚等)；(聚)烷烃多元醇芳基醚(例如聚C2-3亚烷基二醇单辛基苯基醚、聚C2-3亚烷基二醇单壬基苯基醚等聚C2-3亚烷基二醇C8-24烷基C6-10芳基醚等)、(聚)烷烃多元醇芳烷基醚(例如聚C2-3亚烷基二醇单枯基苯基醚等聚C2-3亚烷基二醇单C6-10芳基C1-4烷基醚等)、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。
作为酯型非离子表面活性剂，可以例示三元以上的多元醇的脂肪酸酯，例如，甘油单硬脂酸酯等甘油C8-24脂肪酸酯；季戊四醇二牛脂酸酯等季戊四醇C8-24脂肪酸酯；蔗糖单硬脂酸酯、蔗糖二油酸酯等蔗糖C8-24脂肪酸酯；山梨醇酐单至三油酸酯等山梨醇酐C8-24脂肪酸酯(或山梨糖醇C8-24脂肪酸酯)等。
作为酯醚型非离子表面活性剂，可以例示例如聚亚烷基二醇脂肪酸酯(例如聚乙二醇单月桂酸酯等聚C2-3亚烷基二醇C8-24脂肪酸酯等)、三元以上的多元醇的C2-3环氧烷加成物的脂肪酸酯(例如聚氧乙烯甘油硬脂酸酯、聚氧乙烯蓖麻油等聚氧C2-3亚烷基甘油C8-24脂肪酸酯；聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯等聚氧C2-3亚烷基山梨醇酐C8-24脂肪酸酯(或聚氧C2-3亚烷基山梨糖醇C8-24脂肪酸酯))等。
作为含氮型非离子表面活性剂，可以例示例如聚氧乙烯月桂基氨基醚、聚氧乙烯硬脂基氨基醚等C8-24烷基胺的C2-3环氧烷加成物、脂肪酸烷醇酰胺或其C2-3环氧烷加成物(例如椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚氧乙烯椰子油脂肪酸单乙醇酰胺等C8-24脂肪酸烷醇酰胺或其C2-3环氧烷加成物等)等。
这些非离子表面活性剂可以单独使用或两种以上组合使用。这些非离子表面活性剂中，优选至少含有聚氧乙烯单元的非离子表面活性剂，也优选含有聚氧乙烯单元和聚氧丙烯单元的非离子表面活性剂。进而，这些非离子表面活性剂中，优选醚型非离子表面活性剂例如聚C2-3亚烷基二醇C10-16烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。
非离子表面活性剂的HLB可以为例如约1～约20，优选为约5～约17，进一步优选为约8～约15。若HLB过小，则在湿润状态下容易产生噪声，若HLB过高，则虽然抑制噪声产生的效果具有速效性，但是欠缺持续性。
表面活性剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如约1质量份～约25质量份，优选为约1.5质量份～约20质量份，进一步优选为约2质量份～约15质量份(例如2～10质量份)。相对于乙烯-α-烯烃弹性体，若表面活性剂的量过少，则可能是由于干燥状态与湿润状态的摩擦系数之差增大，因此，在湿润状态下容易产生噪声，即使表面活性剂的量过多，表面活性剂渗出到摩擦传动部，也会使动力传递性能降低，在湿润状态下容易产生异响。
表面活性剂的比例相对于上述矿物类填充剂100质量份可以为例如约1质量份～约100质量份，优选为约3质量份～约80质量份，进一步优选为约5质量份～约50质量份(例如10～40质量份)。
表面活性剂的粘度在25℃下可以为例如约10mPa·s～约250mPa·s，优选为约15mPa·s～约220mPa·s，进一步优选为约20mPa·s～约200mPa·s。若表面活性剂的粘度过低，则摩擦传动带的耐热性降低，即使粘度过高，也不能充分对摩擦传动部进行改性。另外，粘度可以按照根据JIS Z 8803(2011)的利用单圆筒型旋转粘度计的粘度测定方法使用B型粘度计以12rpm/25℃的条件进行测定。
橡胶组合物可以根据需要含有表面活性剂和矿物类填充剂以外的添加剂，例如增塑剂、炭黑(或碳类填充剂)、短纤维、硫化剂(或交联剂)、共硫化剂(或共交联剂)、硫化促进剂(或交联助剂)、硫化延迟剂、胶粘性改善剂、抗老化剂、增粘剂、稳定剂、偶联剂、增塑剂、润滑剂、着色剂等。这些添加剂可以单独使用或两种以上组合使用。这些添加剂中，常用增塑剂、炭黑、短纤维、硫化剂、共硫化剂、硫化促进剂、抗老化剂等。
作为增塑剂，没有特别限制，多使用例如链烷烃类增塑剂例如C4-155链烷烃或其衍生物(例如C4-50链烷烃或其衍生物)。作为链烷烃类增塑剂，具体来说，可以例示直链状饱和烃(例如丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十八烷等正链烷烃等)、支链状饱和烃(例如异丁烷、异戊烷、新戊烷、异己烷、异戊烷、新己烷、2,3-二甲基丁烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、3-乙基戊烷等异构链烷烃等)、这些饱和烃的衍生物等。另外，链烷烃类增塑剂可以以例如来自日本油脂株式会社的“NAソルベント(异构链烷烃类烃油)”、来自出光兴产株式会社的“PW-90(正链烷烃类工艺用油)”、来自出光石油化学株式会社制的“IP-ソルベント2835(合成异构链烷烃类烃、99.8重量％以上的异构链烷烃)”、来自三光化学工业株式会社制的“ネオチオゾール(正链烷烃类工艺用油)”的方式获得。增塑剂可以单独使用或两种以上组合使用。增塑剂优选在室温下呈液态的增塑剂。
增塑剂(例如链烷烃类增塑剂)的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如约1质量份～约30质量份，优选为约2质量份～约25质量份，进一步优选为约3质量份～约20质量份。增塑剂的比例在上述范围内时，能够维持摩擦传动部的亲水性。
作为炭黑，可以例示例如SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、GPF、SRF等炉黑等。这些炭黑可以单独使用或两种以上组合使用。这些炭黑中，常用HAF、GPF等。
炭黑的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如10质量份～约100质量份，优选为约20质量份～约80质量份，进一步优选为约30质量份～约70质量份(例如40～60质量份)。另外，炭黑的比例相对于矿物类填充剂100质量份可以为例如约1质量份～约100质量份，优选为约5质量份～约80质量份。
作为短纤维，可以例示例如天然纤维(棉、麻等)、再生纤维(人造丝、乙酸酯等)、无机纤维(金属纤维、玻璃纤维、碳纤维等)、合成纤维等。作为合成纤维，可以例示例如聚烯烃类纤维(聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等)、苯乙烯类纤维、聚氟乙烯类纤维、丙烯酸类纤维、乙烯醇类纤维、聚酯类纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚C2-4亚烷基芳基酯类纤维、液晶聚酯纤维等全芳香族聚酯类纤维等)、聚酰胺类纤维(聚酰胺6、聚酰胺66等脂肪族聚酰胺纤维、芳酰胺纤维等全芳香族聚酰胺类纤维等)、聚氨酯类纤维等。这些纤维可以单独使用或两种以上组合使用。这些纤维中，常用棉、人造丝等纤维素类纤维、聚酯类纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯类纤维等)、聚酰胺纤维(聚酰胺66等脂肪族聚酰胺纤维、芳酰胺纤维等)等。
短纤维的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如约1质量份～约100质量份，优选为约5质量份～约50质量份，进一步优选为约10质量份～约30质量份。
硫化剂可以分类为硫类硫化剂和非硫类硫化剂。作为硫类硫化剂，可以例示例如硫(例如粉末硫、沉降硫、胶体硫、不溶性硫、高分散性硫等)、硫化合物(例如一氯化硫、二氯化硫等氯化硫等)等。
作为非硫类硫化剂，可以例示有机过氧化物[例如过氧化二酰(例如过氧化苯甲酰)、过氧化酯、二烷基过氧化物(例如二叔丁基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二枯基过氧化物、1,1-二丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔-3、1,3-双(叔丁基过氧化异丙基)苯等)等]、作为硫化剂的金属氧化物[例如氧化锌、氧化镁、氧化铅等]、有机多元胺[例如、三亚乙基四胺、己二胺氨基甲酸酯、4,4’-亚甲基双邻氯苯胺等]等。
硫化剂可以单独使用或两种以上组合使用。优选的硫化剂至少含有硫或有机过氧化物，通常多数情况下含有硫、有机过氧化物和金属氧化物。
硫化剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为30质量份以下，优选为约0.01质量份～约25质量份，优选为约0.05质量份～约20质量份，进一步优选为约0.1质量份～约15质量份。
作为共硫化剂，可以例示例如溴化烯烃、不饱和羧酸的金属盐[例如(甲基)丙烯酸的金属盐(碱土金属盐、过渡金属盐等)等]、肟类[例如醌二肟等]、马来酰亚胺类[例如双马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺等]、多官能(甲基)丙烯酸酯[例如乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等烷烃多元醇聚(甲基)丙烯酸酯等]、多官能(异)氰脲酸酯[例如三烯丙基(异)氰脲酸酯等]、等。
共硫化剂可以单独使用或两种以上组合使用。共硫化剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如30质量份以下，优选为约0.1质量份～约20质量份，进一步优选为约0.5质量份～约15质量份(例如1～10质量份)。
作为硫化促进剂，可以例示例如秋兰姆类促进剂(例如一硫化四甲基秋兰姆(TMTM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、二硫化四乙基秋兰姆(TETD)、二硫化四丁基秋兰姆(TBTD)、四硫化双五亚甲基秋兰姆(DPTT)等)、噻唑类促进剂(例如2-巯基苯并噻唑或其盐等)、次磺酰胺类促进剂(例如N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等)、脲类促进剂(例如乙烯硫脲等)、它们的组合等。
硫化促进剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份可以为例如约30质量份以下，优选为约0.1质量份～约20质量份，进一步优选为约0.5质量份～约15质量份(例如1～10质量份)。
作为抗老化剂，例如可以例示胺类抗老化剂、酚类抗老化剂、它们的组合等。抗老化剂的比例相对于乙烯-α-烯烃100质量份可以为例如约30质量份以下，优选为约0.1质量份～约20质量份，进一步优选为约0.5质量份～约15质量份(例如1～10质量份)。
橡胶组合物(未硫化橡胶组合物)可以通过惯用方法制备，例如通过使用班伯里混炼机、捏合机等混合机(或混炼机)将各成分混合(或混炼)来制备。
对于摩擦传动带而言，只要能够与皮带轮卡合或接触的摩擦传动部由上述橡胶组合物形成则没有特别限制。摩擦传动带通常具备压缩层(或压缩橡胶层)，可以使压缩层的摩擦传动部(或摩擦传动面)由上述橡胶组合物形成，也可以使压缩层整体由上述橡胶组合物形成。
图1是表示本发明的摩擦传动带的一例的概略截面图。图1所示的V型肋带11具备沿带长度方向埋设有芯线12的胶粘层13、层叠在该胶粘层13的一个面上且含有沿带宽度方向取向的短纤维16的压缩层14和形成在胶粘层13的另一个面上的由覆盖帆布构成的延伸层15。在压缩层14上切削V字形槽来形成肋17。另外，压缩层14的肋表面(肋侧面)18为摩擦传动面。
作为芯线12，通常可以使用复丝线的捻线绳(例如双捻线、单捻线、顺捻线等)。芯线12的平均线径(捻线绳的纤维径)可以为例如约0.3mm～约3mm，优选为约0.4mm～约2.5mm，进一步优选为约0.5mm～约2mm。构成芯线12的纤维可以例示与上述短纤维同样的纤维，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维等聚C2-4亚烷基芳酯纤维、聚对亚苯基苯并双唑(PBO)纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、芳酰胺纤维、它们的组合等。另外，为了提高与胶粘层13的胶粘性，芯线12可以用含有间苯二酚、甲醛和乳胶的处理液(RFL液)进行处理(包覆或浸渍)。另外，RFL液可以含有在形成摩擦传动部的橡胶组合物的项中例示的添加剂。
胶粘层13可以由与形成摩擦传动部的橡胶组合物同种或不同种的橡胶组合物形成。在形成胶粘层13的橡胶组合物中，作为橡胶，可以根据压缩层14、延伸层15的橡胶的种类等进行适当选择，可以例示例如烯烃类橡胶(例如乙烯-α-烯烃弹性体、聚亚辛烯基橡胶(polyoctenylene rubber)等)、二烯类橡胶(例如天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、腈橡胶、氢化腈橡胶等)、它们的组合等，优选为至少含有乙烯-α-烯烃弹性体的橡胶。另外，形成胶粘层13的橡胶组合物可以含有在形成摩擦传动部的橡胶组合物的项中例示的添加剂。
作为构成延伸层15的帆布，可以例示例如机织物、针织物、无纺布等。作为构成帆布的纤维，可以例示与上述短纤维同样的纤维、例如棉、麻等天然纤维；金属纤维、玻璃纤维等无机纤维；聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚氨酯纤维、聚苯乙烯纤维、聚氟乙烯纤维、聚丙烯酸纤维、聚乙烯醇纤维、全芳香族聚酯纤维、芳酰胺纤维等有机纤维；它们的组合；等。另外，机织物通过将由上述纤维构成的线利用平纹编织、斜纹编织、缎纹编织等进行编织而成。
上述帆布可以用RFL液进行处理。另外，对于用RFL液处理后的帆布，可以进行抹上未硫化橡胶的摩擦处理，也可以用含有未硫化橡胶和溶剂的浸泡液进行处理。
图1所示的摩擦传动带例如通过如下方法制作：在圆筒状的平坦成形模具上依次卷绕延伸层用帆布和第一胶粘层用未硫化橡胶片，在其上以螺旋状旋压芯线，进而依次卷绕第二胶粘层用未硫化橡胶片和压缩层用未硫化橡胶片，形成层叠体，在将该层叠体按压到上述成形模具上的同时进行硫化，制作硫化带套筒，利用研磨机对硫化带套筒的压缩层进行磨削而形成多个肋，以预定宽度沿圆周方向切割上述硫化带套筒，精加工成具有预定数量的肋的V型肋带。
图2是表示本发明的摩擦传动带的另一例的概略截面图。图2所示的V型肋带21具备压缩层24和层叠在该压缩层24的一个面上且含有随机取向的短纤维26的延伸层25，在压缩层24上形成有沿带长度方向延伸的多个肋27，在这些肋的表面上形成有粘固有短纤维的植毛层29。
该例中，芯线22沿带长度方向埋设于带主体内，芯线22的中心位于压缩层24与延伸层25之间的边界，芯线22与压缩层24和延伸层25这两者接触。另外，芯线22可以使用与上述同样的芯线。
该例中，从与芯线22的胶粘性的观点考虑，压缩层24不含有短纤维。形成压缩层24的橡胶组合物只要不含有短纤维则可以由与上述同样的橡胶组合物形成。
延伸层25只要含有短纤维则没有特别限制，可以由与形成摩擦传动部的橡胶组合物同种或不同种的橡胶组合物形成。在形成延伸层25的橡胶组合物中，橡胶可以例示与上述胶粘层同样的橡胶，也可以含有短纤维以外的添加剂。
延伸层25中含有的短纤维可以沿带宽度方向等预定方向进行取向，但是在该例中随机进行取向，因此能够抑制始于多个方向的开裂、裂纹的产生。此外，若选择具有弯曲部的短纤维(例如磨碎纤维)，则能够进一步对从多个方向作用的力具有耐性。
另外，对于延伸层25而言，为了抑制背面驱动时的异响，可以在背部表面上形成凹凸图案。作为凹凸图案，可以例示针织布图案、机织布图案、帘布图案等，特别优选针织布图案。
图2所示的摩擦传动带例如通过如下方法制作：在设置于圆筒状模具外周面的能够扩张的气囊的周面卷绕延伸层用未硫化橡胶片，在其上以螺旋状旋压芯线，进一步卷绕压缩层用未硫化橡胶片而形成层叠体，将该模具嵌入在内周面具有成形用凹凸部的硫化模具，在使上述气囊膨胀而将上述层叠体按压到硫化模具的内周面的同时进行硫化，制作具有多个肋的硫化带套筒，以预定宽度沿圆周方向切割该硫化带套筒，精加工成具有预定数量的肋的V型肋带。
这样，本发明的代表性的摩擦传动带具有沿带长度方向埋设在带主体中的芯线，带主体具备在一个面(带内周面)具有凸部(肋、齿等)的压缩层和层叠在该压缩层的另一个面(带外周面)的胶粘层和/或延伸层。在该摩擦传动带中，压缩层的凸部的侧面为能够与皮带轮卡合或接触的摩擦传动部(摩擦传动面)，摩擦传动部(凸部或压缩层)由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成。
摩擦传动带在干燥时的摩擦系数(μ1)可以为例如约0.7～约0.9，优选为约0.71～约0.88，进一步优选为约0.72～约0.86。另外，摩擦传动带在遇水时(濡湿时或注水时)的摩擦系数(μ2)可以为例如约0.45～约0.7，优选为约0.47～约0.67，进一步优选为约0.5～约0.65。另外，这些摩擦系数可以通过后述实施例的方法在滑动速度为0.3m/秒的条件下进行测定。
摩擦传动带在干燥时与遇水时的摩擦系数之差(μ1-μ2)可以为例如约0.3以下，优选为约0.1～约0.29，进一步优选为约0.15～约0.28。另外，摩擦传动带在干燥时与遇水时的摩擦系数之比可以为例如前者/后者(μ1/μ2)＝约1.1/1～约1.7/1、优选为约1.2/1～约1.6/1(例如1.3/1～1.5/1)。
摩擦传动部(或摩擦传动面)与水的接触角可以为例如约40°～约75°，优选为约45°～约70°。如果与水的接触角在上述范围内，则易于持续性地维持与水的润湿性。另外，与水的接触角可以如图3所示根据滴加在摩擦传动面31上的水滴30的投影照片通过φ/2法基于下式算出。
φ＝2tan-1(h/r)
(式中，φ表示接触角，h表示水滴的高度，r表示水滴的半径)
摩擦传动带可以通过惯用方法制作，例如通过对由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成的硫化橡胶片进行硫化来制作。例如，具有能够与皮带轮卡合或接触的摩擦传动面且在带主体中沿带长度方向埋设有芯线的摩擦传动带可以通过对包含由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的第一橡胶组合物形成的第一未硫化橡胶片和由含有烯烃类橡胶(例如乙烯-α-烯烃弹性体)的第二橡胶组合物形成的第二未硫化橡胶片并且在第一未硫化橡胶片与第二未硫化橡胶片之间夹持有芯线的带主体前体进行硫化来制作。更详细来说，上述摩擦传动带可以通过如下方法制作：在圆筒状成形模具(例如表面平坦的成形模具、在表面具有凸部的成形模具等)上依次卷绕第一未硫化橡胶片、芯线和第二未硫化橡胶片，进行硫化，由此形成硫化带套筒，以预定宽度沿圆周方向切割该圆筒状硫化带套筒。另外，硫化温度可以为例如约120℃～约200℃，优选为约150℃～约180℃。
实施例
下面，基于实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明不受这些实施例的限定。
(1)摩擦传动面与水的接触角
使用协和界面科学公司制的全自动接触角计(CA-W型)，根据滴加在摩擦传动面的水滴的投影照片通过φ/2法测定与水的接触角。另外，在滴加起60秒后进行测定，并进行评价。
(2)摩擦特性
摩擦系数(μ)-带滑动速度(V)测定中使用的运行试验机如下构成：以图4所示的形态配置驱动皮带轮42(直径120mm)、从动皮带轮43(直径110mm)、张紧皮带轮44(直径60mm)、惰轮皮带轮45、46、47(直径77mm)。将V型肋带41挂设在试验机的各皮带轮42～47上，使V型肋带41的与从动皮带轮43的卷绕角度为50度、在张紧皮带轮44上的卷绕角度为180度、在惰轮皮带轮47上的卷绕角度为120度，在驱动皮带轮42的转速0～300rpm、带张力30N/肋的试验条件下对驱动皮带轮42施加载荷而使V型肋带41运行，从而对从动皮带轮43提供负荷而使其运行。
摩擦系数基于欧拉公式在带滑动速度为0.3m/秒的条件下进行测定。另外，带滑动速度根据由内置编码器算出的带速度及皮带轮速度算出。带速度由背面惰轮部的内置编码器算出，以在背面惰轮部的滑动率为0％的条件而算出。
湿润时的摩擦系数以在A部位(从动皮带轮43与惰轮皮带轮47之间)向V型肋带41的肋面注水而使带始终湿润的状态进行测定。
(3)传递性能试验
传递性能试验中使用的运行试验机如下构成：以图5所示的形态配置驱动皮带轮52(直径120mm)、从动皮带轮53(直径120mm)、张紧皮带轮54(直径65mm)、惰轮皮带轮55(直径80mm)。将V型肋带51挂设在试验机的各皮带轮52～55上，将V型肋带51在驱动皮带轮52上的卷绕角度调节为180度，将V型肋带51在从动皮带轮53上的卷绕角度调节为60°。
传递性能试验中，运行条件为室温、驱动皮带轮52的转速2000rpm、带张力5kgf/肋，对从动皮带轮53施加负荷而促进滑动。传递性能通过滑动率为2％时的传递扭矩进行评价。另外，湿润时的传递性能以在B部位(驱动皮带轮52与从动皮带轮53之间)向V型肋带51的肋面注水而使带始终湿润的状态进行测定。
(4)噪声评价
噪声评价中使用的试验机如下构成：以图6所示的形态配置曲轴皮带轮62(直径140mm)、压缩机皮带轮63(直径110mm)、交流发电机皮带轮64(直径55mm)、水泵皮带轮65(直径100mm)、惰轮皮带轮66(直径70mm)。将尺寸为6PK1140的V型肋带61挂设在试验机的各皮带轮62～66上，将带初始张力设定为120N/肋，使其运行。
在带停止运行时，在C部位(曲轴皮带轮62与压缩机皮带轮63之间)进行2.0cc的注水后，由实验者倾听在从零开始的发动机启动中有无在启动时产生噪声。其结果，将未能确认产生噪声的情况评价为S，将能够确认到微弱的滑动噪声的情况评价为A，虽然确认到滑动噪声、但该声音较小的情况评价为B，将确认到滑动噪声且该声音大的情况评价为C。
(5)原料
EPDM：三井化学株式会社制造的“EPT2060M”
抗老化剂：精工化学株式会社制造的“ノンフレックスOD3”
有机过氧化物：化薬アクゾ株式会社制造的“パーカドックス14RP”
表面活性剂1：聚氧亚烷基烷基醚(C12C13合成醇的环氧乙烷及环氧丙烷加成物)、日本乳化剂株式会社制造的“ニューコール2304-Y”、HLB9.3
表面活性剂2：聚氧亚烷基烷基醚、花王株式会社制造的“エマルゲンLS-106”、HLB12.5
表面活性剂3：聚氧乙烯十三烷基醚、东邦化学株式会社制造的“ペグノールTE-10A”
碳酸钙：白石钙株式会社制造的“ホワイトンSSB”、平均一次粒径1.5μm、pH9.8
滑石：竹原化学工业株式会社制造的“ST滑石”、平均一次粒径9.0μm、pH9.0
粘土：竹原化学工业株式会社制造的“シリカライト”、平均一次粒径1.5μm、pH8.0
聚酰胺短纤维：旭化成株式会社制造的“66尼龙”
链烷烃类油：出光兴产株式会社制造的“PW-90”
HAF炭黑：东海碳株式会社制造的“シースト3”
固体润滑剂：石墨
实施例1～13、比较例1～2
(压缩层用未硫化橡胶片的制作)
压缩层用未硫化橡胶片通过如下方法制作：利用班伯里混炼机将EPDM聚合物100质量份、锌白5质量份、硬脂酸1质量份、抗老化剂2质量份、共交联剂(N,N’-间亚苯基双马来酰亚胺)2质量份、有机过氧化物8质量份、硫0.3质量份和表1所示的预定量的添加剂进行混炼后，利用压延辊进行压延。
(胶粘层用未硫化橡胶片的制作)
关于胶粘层用未硫化橡胶片，除了不配合短纤维这一点以外，与压缩层用未硫化橡胶片同样进行制作。
(V型肋带的制作)
在平坦的圆筒状成形模具上卷绕两层的带有橡胶的棉帆布及胶粘层用未硫化橡胶片，在其上旋压由聚酯纤维绳构成的芯线，进一步卷绕压缩层用未硫化橡胶片后，在压缩层用未硫化橡胶片上盖上硫化用套，将成形模具放入硫化罐内进行硫化，然后从成形模具中取出筒状的硫化套筒。利用研磨机对硫化套筒的压缩层进行磨削而形成多个肋，然后利用切割器切割成各自具有三个肋的带，精加工成V型肋带。
将实施例及比较例的V型肋带的与水的接触角、摩擦特性、传递性能试验、噪声试验的结果示于表中。
由表可知，在比较例1中，遇水时的摩擦系数及传递性能降低，在噪声评价中也确认到小的异响。在比较例2中，与水的接触角、干燥时与遇水时的摩擦系数之差大，在噪声评价中确认到大的噪声，并且干燥时及遇水时的传递性能也低。
与此相对，在实施例1～13中，将矿物类填充剂和表面活性剂组合，因此，能够降低表示与水的润湿性的接触角，并且能够减小干燥时与遇水时的摩擦系数之差，在噪声评价中未确认到滑动噪声，干燥时与遇水时这两种情况下均得到了高的传递性能。
参考特定实施方式对本发明详细地进行了说明，但是对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修正和变更。
本申请基于2012年3月9日申请的日本专利申请2012-052759，其内容作为参考并入本说明书中。
产业上的可利用性
本发明的传动带可以用作平带、V型带、V型肋带等摩擦传动带。另外，本发明的摩擦传动带能够兼顾遇水时的动力传递性和抗噪声产生性，因此能够适合用于汽车、自动两轮车、农业机械等在室外使用的高负荷传动设备。
标号说明
11、21、31、41、51、61…V型肋带
12、22…芯线
13…胶粘层
14、24…压缩层
15、25…延伸层
16、26…短纤维
17、27…肋
18、28…摩擦传动面
29…植毛层
30…水滴
42、52…驱动皮带轮
62…曲轴皮带轮
43、53…从动皮带轮
63…压缩机皮带轮
44、54…张紧皮带轮
64…交流发电机皮带轮
45、46、47、55、66…惰轮皮带轮
65…水泵皮带轮
A、B、C…注水部位

Claims (13)

1.一种摩擦传动带，其为具有摩擦传动部的摩擦传动带，其中，所述摩擦传动部由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成。
2.如权利要求1所述的摩擦传动带，其中，所述矿物类填充剂为选自由金属碳酸盐、金属硅酸盐及金属氧化物组成的组中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的摩擦传动带，其中，所述矿物类填充剂为选自由碳酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙、滑石、粘土及二氧化硅组成的组中的至少一种。
4.如权利要求1～3中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述矿物类填充剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份为5～50质量份。
5.如权利要求1～4中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述矿物类填充剂的pH根据JIS K 5101(2004)为7以上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述矿物类填充剂的一次平均粒径为0.5～20μm。
7.如权利要求1～6中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述矿物类填充剂的比表面积为0.1～100m2/g。
8.如权利要求1～7中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。
9.如权利要求1～8中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述表面活性剂为醚型非离子表面活性剂。
10.如权利要求1～9中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述表面活性剂的比例相对于乙烯-α-烯烃弹性体100质量份为2～15质量份。
11.如权利要求1～10中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述表面活性剂的比例相对于所述矿物类填充剂100质量份为5～50质量份。
12.如权利要求1～11中任一项所述的摩擦传动带，其中，所述橡胶组合物还含有选自由链烷烃类增塑剂、炭黑及短纤维组成的组中的至少一种。
13.一种制造权利要求1～12中任一项所述的摩擦传动带的方法，其通过对由含有乙烯-α-烯烃弹性体、矿物类填充剂和表面活性剂的橡胶组合物形成的未硫化橡胶片进行硫化来制造。
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